JP2000077170A - 加熱体、加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非通紙部の過昇温を押さえ、周囲の部材への
熱的損傷を与えることなく、発熱体をニップ内に配置す
ることを容易とすることや、発熱領域の切り換え時の電
力制御を容易とすることを可能とした加熱体、加熱装置
及び画像形成装置を提供すること。 【構成】 絶縁基板１１と、該絶縁基板上にその長手方
向に沿って設けられた複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…を
有する加熱体において、該複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２
…の長手長さを夫々Ｌ１，Ｌ２…、幅長さをｗ１，ｗ２
…とし、該長手長さがＬ１＞Ｌ２…であるとき、該幅長
さがｗ１＞ｗ２…の関係にあること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる加
熱体、加熱装置及び画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、プリンタ
ー等の多くは定着手段として熱効率、安全性が良好な接
触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイプの
フィルム加熱方式を採用している。

【０００３】フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特
開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７
８号公報、４−４４０７５〜４４０８３号公報、４−２
０４９８０〜２０４９８４号公報等に提案されており、
発熱体に加熱用回転体である耐熱性フィルム（定着フィ
ルム）を加圧用回転体（加圧ローラ）で密着させて摺動
搬送させ、該耐熱性定着フィルムを挟んで加熱体と加圧
部材とで形成される圧接ニップ部に未定着画像を担持し
た記録紙を導入して耐熱フィルムと一緒に搬送させて、
耐熱性フィルムを介して付与される加熱体からの熱と圧
接ニップ部の加圧力によって未定着画像を記録紙上に永
久画像として定着させる装置である。

【０００４】フィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体と
して低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱
容量のものを用いることが出来るため、省電力化・ウェ
イトタイム短縮化（クイックスタート性）が可能であ
る。またこの種の定着方式においては、定着フィルムの
駆動方式にフィルム内周面に駆動ローラーを設け、フィ
ルムにテンションを加えながら駆動する方式、フィルム
をフィルムガイドにルーズに嵌合させ、加圧用回転体を
駆動することで、フィルムを加圧用回転体に対し従動回
転させる方式が知られているが、近年では部品点数が少
なくて済むことから、後者の加圧用回転体駆動方式が採
用されることが多い。

【０００５】以上のような定着装置を用いたプリンター
等の各種画像形成装置は、上述の通り、加熱効率の高さ
や立上りの速さによる待機中の予備加熱の不要化、待ち
時間の解消などの多くの利点を有しており、特に円筒形
フィルムを加圧ローラの搬送力で駆動させる方法は低コ
ストに実現できるため、小型低速機への導入から始ま
り、今後、大型高速機への導入が期待されるようになっ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
フィルム加熱方式の加熱装置には以下のような問題があ
った。発熱体の長手長さは使用する紙サイズの最大長さ
または最大長さ以上必要であり、長手の中央付近に配置
されたサーミスタによって温度を検知し、これに基づい
て加熱ニップ内の温度制御を行っている。該加熱ニップ
内の温度は、最大サイズの紙を通紙している場合、発熱
体から発生する熱を紙が吸収し、発熱体全域の温度が下
がることになる。

【０００７】一方、最大サイズよりも小さなサイズの紙
を通紙した場合、紙が通過する部分（中央基準であれば
中央部）のみ温度が下がることになるので、非通紙部の
温度が、中央部と比べて昇温し、長手端部の定着フィル
ム、加圧ローラ等の部材にダメージを与えるほか、小サ
イズ通紙後にそれ以上のサイズの紙を通紙した場合に
は、昇温した端部でオフセットしてしまうという問題が
あった。

【０００８】上記問題を解決する為に、小サイズ紙を通
紙する場合は、通紙する間隔を広げ、紙間で昇温した端
部の発熱体、加圧ローラ、定着フィルム等部材の温度分
布を長手で均一にさせる方法が考えられている。

【０００９】また、図８に示す比較例１のように、基板
１１上に異なるパターンの発熱体ｈ１、ｈ２を設け、通
紙する記録紙サイズに応じて駆動する発熱体を変える方
法がある。大サイズ紙を通紙するときはｈ１、ｈ２を駆
動させ、Ｂ領域で発熱させ、小サイズ紙を通紙するとき
は、ヒータｈ２のみ駆動させ、Ａ領域で発熱させる方法
である。

【００１０】図９に示す比較例２のように、長手長さの
違う発熱体を設け、大サイズ紙を通紙するときは発熱体
ｈ１を駆動させ、小サイズ紙を通紙するときは発熱体ｈ
２を駆動させて、用紙サイズに応じた長さの発熱体を発
熱させる方法もある。しかし、これら図８，図９のよう
に複数の発熱体を同一の基板上に設けた場合、発熱体を
配置するのに必要な幅方向の寸法が大きくなり、ヒータ
全体の幅方向の寸法も大きくなるという問題があった。
発熱体で発生した熱を効率よく記録紙に与え定着性を良
くするには、該発熱体をヒータと加圧ローラで形成され
るニップ内に配置することが好ましいが、本比較例にお
いては発熱体の幅が広いため、発熱体をニップ内に配置
することが困難となっている。

【００１１】また、図１０に示す比較例３のように、基
板１１上に設けられた発熱体ｈ上の通電する領域を、記
録紙のサイズに応じて変える方法がある。大サイズ紙を
通紙するときは、電極ａ，ｂの通電により、発熱体パタ
ーンｈの全域であるＢ領域を発熱させ、小サイズ紙を通
紙させる場合は、電極ｃ、ｄの通電により発熱体パター
ン途中から分岐させたＡ領域で発熱させる方式もある。
しかしこのような方式では、小サイズ紙を通紙し、Ａ領
域を発熱させた場合、大サイズ紙を通紙し、Ｂ領域を発
熱させた場合と比べて、発熱体の抵抗が長さの比分小さ
くなるので、電力が増大するという問題があった。

【００１２】そこで本発明は、上記問題に鑑みて、非通
紙部の過昇温を押さえ、周囲の部材への熱的損傷を与え
ることなく、発熱体をニップ内に配置することを容易と
することや、発熱領域の切り換え時の電力制御を容易と
することを可能とした加熱体、加熱装置及び画像形成装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の加熱体、加熱装
置及び画像形成装置は、以下の構成を特徴としている。

【００１４】〔１〕：絶縁基板と、該絶縁基板上にその
長手方向に沿って設けられた複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ
２…を有する加熱体において、該複数の抵抗発熱体ｈ
１，ｈ２…の長手長さを夫々Ｌ１，Ｌ２…、幅長さをｗ
１，ｗ２…とし、該長手長さがＬ１＞Ｌ２…であると
き、該幅長さがｗ１＞ｗ２…の関係にあることを特徴と
した加熱体。

【００１５】〔２〕：前記複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２
…を同じ抵抗率の材料で形成したことを特徴とする
〔１〕記載の加熱体。

【００１６】〔３〕：絶縁基板と、該絶縁基板上にその
長手方向に沿って設けられた複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ
２…を有する加熱体において、該複数の抵抗発熱体ｈ
１，ｈ２…の長手長さを夫々Ｌ１，Ｌ２…、単位長さあ
たりの抵抗値をｒ１，ｒ２…とし、該長手長さがＬ１＞
Ｌ２…であるとき、該単位長さあたりの抵抗値がｒ１＜
ｒ２…の関係にあることを特徴とした加熱体。

【００１７】〔４〕：前記複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２
…を同じ幅で形成したことを特徴とする〔３〕記載の加
熱体。

【００１８】〔５〕：前記抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…の抵
抗率又は厚さを変えて前記単位長さあたりの抵抗値を設
定したことを特徴とする〔３〕又は〔４〕記載の加熱
体。

【００１９】〔６〕：絶縁基板と、該絶縁基板上にその
長手方向に沿って設けられた２本の抵抗発熱体ｈ１，ｈ
２を有する加熱体において、該抵抗発熱体ｈ１，ｈ２の
長手長さを夫々Ｌ１，Ｌ２、幅長さをｗ１，ｗ２とし、
該長手長さがＬ１＞Ｌ２であるとき、 （ｗ２／ｗ１）≦（Ｌ２／Ｌ１） の関係にあることを特徴とした加熱体。

【００２０】〔７〕：前記抵抗発熱体ｈ１，ｈ２を同じ
抵抗率の材料で形成したことを特徴とする〔６〕記載の
加熱体。

【００２１】〔８〕：前記絶縁基板が、窒化アルミニウ
ムからなるセラミック基板であることを特徴とする
〔１〕乃至〔７〕の何れか１項に記載の加熱体。

【００２２】

〔９〕：前記抵抗発熱体が、前記絶縁基板
の被加熱材に熱を付与する面と反対側の面に設けられて
いることを特徴とする〔１〕乃至〔８〕の何れか１項に
記載の加熱体。

【００２３】〔１０〕：被加熱材を加熱する加熱部材と
して、〔１〕乃至

〔９〕の何れか１項に記載の加熱体を
備えたことを特徴とする加熱装置。

【００２４】〔１１〕：加熱部材と、該加熱部材の被加
熱材加熱面に接するフィルムを有し、該フィルムを介し
て加熱部材の熱エネルギーを被加熱材に付与する加熱装
置において、加熱部材が、〔１〕乃至

〔９〕の何れか１
項に記載の加熱体であることを特徴とする加熱装置。

【００２５】〔１２〕：〔１１〕に記載の加熱装置にお
いて、フィルムを挟んで加熱体とニップを形成する加圧
部材を有することを特徴とする加熱装置。

【００２６】〔１３〕：〔１０〕，〔１１〕又は〔１
２〕に記載の加熱装置において、被加熱材が加熱処理す
べき画像を担持した被記録材であることを特徴とする加
熱装置。

【００２７】〔１４〕：〔１０〕乃至〔１３〕の何れか
１つに記載の加熱装置を、被記録材上の画像を加熱処理
する像加熱装置として有していることを特徴とする画像
形成装置。

【００２８】〔作用〕 〔１〕：本出願に係る第1 の発明は、絶縁基板と、該絶
縁基板上にその長手方向に沿って設けられた複数の抵抗
発熱体ｈ１，ｈ２…を有する加熱体において、該複数の
抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…の長手長さを夫々Ｌ１，Ｌ２
…、幅長さをｗ１，ｗ２…とし、該長手長さがＬ１＞Ｌ
２…であるとき、該幅長さがｗ１＞ｗ２…の関係にある
ことを特徴としている。

【００２９】種々異なるサイズの被加熱材を加熱する装
置に用いられる加熱体では、被加熱材のサイズに応じて
必要な熱量が異なるので、サイズに応じて発熱量を変え
られることが望ましい。最大サイズの被加熱材を加熱す
る場合に最も多く熱量が必要であり、その為大サイズ用
の発熱体幅を広げ発熱量を増やすことが有効である。ま
た発熱体の幅を広げることにより、被加熱材を加熱する
領域を広くすることができるので、発生した熱を効率良
く被加熱材に給熱することができる。そして、小サイズ
の被加熱材を加熱する場合は、大サイズのものより必要
な熱量が少ないので発熱体の幅を狭くしても、加熱性能
が悪くなることはないので、大サイズ用発熱体の幅を広
く、小サイズ用発熱体の幅を狭く設定することで、良好
な加熱性能を維持しながら小型化を図ることができる。

【００３０】例えば該加熱体と加圧部材とを直接又はフ
ィルム等を介して圧接し、この圧接ニップ（加熱ニッ
プ）内に被加熱材を通して加熱する加熱装置において
は、複数の発熱体全体を該ニップ内に配置するのも容易
となり、特に有効である。

【００３１】〔２〕：本出願に係る第２の発明は、絶縁
基板と、該絶縁基板上にその長手方向に沿って設けられ
た複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…を有する加熱体におい
て、該複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…の長手長さを夫々
Ｌ１，Ｌ２…、単位長さあたりの抵抗値をｒ１，ｒ２…
とし、該長手長さがＬ１＞Ｌ２…であるとき、該単位長
さあたりの抵抗値がｒ１＜ｒ２…の関係にあることを特
徴としている。

【００３２】小サイズ用発熱体ｈ２の抵抗値が大サイズ
用発熱体ｈ１の抵抗値と比べて小さくなり過ぎると、該
小サイズ用発熱体ｈ２を用いて所要の発熱量を得るとき
の電力が大サイズ用発熱体ｈ１を用いたときの電力より
大きくなり過ぎ、電源装置の大型化や、フリッカの増
大、立ち上がりに時間を要する等の問題があった。そこ
で、抵抗発熱体ｈ１，ｈ２の単位長さあたりの抵抗値を
ｒ１＜ｒ２とし、例えば抵抗発熱体ｈ１，ｈ２の幅を同
じにした場合でも小サイズ用発熱体ｈ２の抵抗値が小さ
くなり過ぎないようし、上記問題点を防止している。

【００３３】〔３〕：本出願に係る第３の発明は、絶縁
基板と、該絶縁基板上にその長手方向に沿って設けられ
た２本の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２を有する加熱体におい
て、該複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２の長手長さを夫々Ｌ
１，Ｌ２、幅長さをｗ１，ｗ２とし、該長手長さがＬ１
＞Ｌ２であるとき、 （ｗ２／ｗ１）≦（Ｌ２／Ｌ１） の関係にあることを特徴としている。

【００３４】小サイズ用発熱体ｈ２の抵抗値が大サイズ
用発熱体ｈ１の抵抗値と比べて小さくなり過ぎないよう
にし、小サイズ用発熱体ｈ２駆動時の電力を抑えて、第
２の発明と同様に上記問題点を防止している。

【００３５】

【発明の実施の形態】〈第１の実施形態〉本発明の第１
の実施形態について以下図１を用いて説明する。

【００３６】図１は本発明の第１の実施形態を表す定着
装置のヒータを説明するための図である。

【００３７】図１（ａ）はヒータ長手方向の発熱体のパ
ターン構成を説明するための図、図１（ｂ）はその断面
図である。

【００３８】第１の実施形態は、窒化アルミの基板１１
上に、Ａｇ／Ｐｄ抵抗材料をｈ１（大サイズ用）、ｈ２
（小サイズ用）の２パターンで塗工して発熱体（抵抗発
熱体）を形成している。また発熱体ｈ１，ｈ２の上には
ガラス１２がコートされ、サーミスタ等の電気部材や、
フィルム表面との絶縁が保たれている。

【００３９】各々の発熱体ｈ１、ｈ２は、電極ａ，ｂ，
ｃにより通電され、基板上で発熱する。そして、通紙す
る記録紙のサイズに応じて、駆動する発熱体ｈ１，ｈ２
が選択されるようになっており、大サイズの記録紙を通
紙するときには長手長さがＬ１である長い発熱体ｈ１を
発熱させ、長手方向がＬ２以下の小サイズの記録紙を通
紙させる際には発熱体ｈ２を発熱させるようになってい
る。

【００４０】該発熱体ｈ１と発熱体ｈ２の幅の関係は、
ｗ２（小サイズ用発熱体幅）＜ｗ１（大サイズ用発熱体
幅）となっている。

【００４１】異なるサイズの記録紙を定着させる場合、
この紙サイズによって必要な熱量が異なるので、サイズ
に応じて発熱量を変えることが望ましい。大サイズの紙
を定着する場合には小サイズの紙を定着する場合より全
体の熱量が必要となる。本形態では大サイズ用の発熱体
幅ｗ１を小サイズ用発熱体幅ｗ２よりも広くし、発熱量
を増やしている。また大サイズ用の発熱体の幅ｗ１を広
げたことにより、ヒータと加圧ローラで形成するニップ
内で広く発熱させることができるので定着性にも有利と
なっている。

【００４２】該発熱体ｈ１の幅ｗ１を変えて定着性の評
価を行ったときの結果を図２に示す。評価は、幅ｗ１を
０．５ｍｍから３．０ｍｍの間で振り、長手方向長さＬ
１を２２２ｍｍ、基板上での幅方向中心の位置を同一と
し、発熱体全体の抵抗を揃えたヒータを用いて評価を行
った。記録紙としては表面の凹凸があり定着に不利であ
るＰｌｏｖｅｒＢｏｎｄ９０ｇ／ｍ² のＬＴＲサイズ
（長手の用紙サイズ２１６ｍｍ）を通紙し２００℃にヒ
ータの温度を制御し、大サイズ用の発熱体を用いて定着
させた。またプリント速度が１６枚／分、記録紙搬送速
度は９４．２（ｍｍ／ｓｅｃ）のプリンターを用い評価
パターンを印字し、その画像パターン部を擦擦し、その
前後の濃度を測定しその低下率を測定し定着性の評価を
行った。

【００４３】本評価で発熱体幅ｗ１を振った各サンプル
の発熱体全体の抵抗値は揃えており、発熱量を一定にし
て評価を行っている。これにより、発熱体幅ｗ１が広い
方が定着性に有利であることが分かる。良好な定着性を
得る為には濃度の低下率が４％以下となる程度の定着性
が必要で、図７より発熱体幅ｗ１は良好な定着性を得る
為に１．０ｍｍ以上必要であることが分かる。これは、
発熱体幅ｗ１が狭すぎると基板１１の幅方向全体を昇温
することができず、加圧ローラとの加熱ニップ内で幅方
向の発熱体近傍のみで昇温するため、ニップ全体でトナ
ーを加熱定着することができないためと考えることがで
きる。

【００４４】また、小サイズ用発熱体ｈ２では、大サイ
ズ用発熱体ｈ１と同程度の定着性が得られるように、発
熱体幅ｗ２を狭くして記録紙が受ける単位面積あたりの
熱量を同程度にしている。このとき上述のように発熱体
幅ｗ２を１ｍｍ以上とすることで、発熱体幅ｗ２を狭く
しながら良好な定着性を確保できる。

【００４５】例えば、大サイズ用発熱体の長さＬ１＝２
００ｍｍ、幅３ｍｍ、小サイズ用発熱体の長さＬ２＝１
００ｍｍ、幅１．５ｍｍ、とした場合、大サイズ発熱体
ｈ１と小サイズ発熱体ｈ２とが同じ電力で、該発熱体ｗ
１，ｗ２の単位長さあたりの発熱量を略同じにできる
為、各々良好な定着性が得られる。

【００４６】特に大サイズ用発熱体ｈ１では、ヒータと
加圧ローラで形成させるニップ内で広い範囲で発熱させ
ることができ、良好な定着性を得ることが可能となっ
た。また、小サイズ発熱体ｈ２を用いて封筒を定着させ
たところ、大サイズ発熱体より幅は狭くなっているが、
良好な定着性が得られた。

【００４７】以上のように本形態では、電極ａ，ｃ間の
抵抗値が高くなりやすい大サイズ用の発熱体ｈ１の幅ｗ
１を広くして、より良好な定着性が得られるようにする
と共に、電極ｂ，ｃ間の抵抗値が低くなりやすい小サイ
ズ用の発熱体ｈ２では幅ｗ２を狭くし、同じ電力で同程
度の定着性が得られるようにしている。このように大サ
イズ用発熱体ｈ１と小サイズ用発熱体ｈ２とをバランス
良く構成したことで、供給電力が略同じになり、電力制
御回路の簡素化を図ることができる。また、小サイズ用
発熱体ｈ２の幅を狭くしたことにより、加熱ニップ内に
配置するのが容易となった。

【００４８】そして、このように定着性が向上するの
で、更なる装置の高速化にも対応できる。

【００４９】〈第２の実施形態〉本発明の第２の実施形
態について図３を用いて説明する。

【００５０】本形態は、大サイズ用発熱体ｈ１と小サイ
ズ用発熱体ｈ２に抵抗率の違う抵抗材料を同じ幅（ｗ１
＝Ｗ２）でペーストし、電極間の抵抗値を略同じとした
ものである。即ち大サイズ用発熱体ｈ１に塗工された抵
抗材料は、小サイズ用発熱体ｈ２に塗工されたものよ
り、抵抗率が低くなっている。

【００５１】従来図９の比較例２のような構成におい
て、大サイズ用発熱体の幅ｗ１と小サイズ用発熱体の幅
ｗ２の関係がＷ２＝Ｗ１で、小サイズ用発熱体の長さＬ
２を大サイズ用発熱体長さＬ１の１／２とした場合は、
小サイズ用発熱体ｈ２の抵抗値が大サイズ用発熱体ｈ１
の１／２となるので2 倍の電力が必要となり、この大電
力に対応するべく電源制御装置が大型化してしまうとい
う問題点があった。また、フリッカ現象も問題となっ
た。

【００５２】図４に発熱体の抵抗値とフリッカ（Ｐｓ
ｔ）の相関図を示す。同図は、プリント速度が１６枚／
分、記録紙搬送速度は９４．２（ｍｍ／ｓｅｃ）のプリ
ンターを用いＬＴＲサイズ（長手の用紙サイズ２１６ｍ
ｍ）の記録紙に評価パターンを印字して通紙し、ヒータ
の温度を２００℃に制御し、大サイズ用の発熱体ｈ１を
用いて定着させたときのもので、ヒータの入力電圧はＡ
Ｃ２３０（Ｖ）／５０（Ｈｚ）で、波数制御した定着装
置について測定を行った。フリッカの規格としてヨーロ
ッパの国際規格ＩＥＣ１０００−３−３でＰｓｔを１．
０以下にする必要があるが、本実施形態の大サイズ用発
熱体ｈ１および小サイズ用発熱体ｈ２の抵抗値は約６７
Ωであり、図４に示したように問題ないことが分かる。
一方、図９に示す比較例で、長手長さＢ（２２２ｍｍ）
の大サイズ用発熱体ｈ１の抵抗値を６７Ωとし、これと
同じ抵抗率のペーストを同じ幅で塗工して長手長さＡ
（１１１ｍｍ）の小サイズ用発熱体ｈ２を形成した場
合、抵抗値が約３４Ωとなり、小サイズ記録紙の定着時
にフリッカＰｓｔがＮＧとなってしまう。

【００５３】以上のように本実施形態によれば、小サイ
ズ記録紙を通紙定着する場合の小サイズ発熱体への電力
を抑え、フリッカの問題を防ぐことができる。また小サ
イズ紙を通紙させる際は長手長の短い発熱体ｈ２を発熱
させることになるので、通紙する間隔を広げることな
く、小サイズ通紙時の非通紙部の昇温を抑えることがで
き、定着フィルムや加圧ローラ等の周辺部材にダメージ
を与えることはない。また、小サイズの記録紙通紙後に
大サイズの記録紙を通紙しても記録紙端部でホットオフ
セットすることなく、良好な定着性を得ることができ
る。

【００５４】なお、本形態では抵抗率を異ならせること
により大サイズ用発熱体と小サイズ用発熱体との抵抗値
を略同じに設定したが、これ以外に塗工量（厚さ）を変
えて該抵抗値を設定しても良い。なお該抵抗値は同じに
設定するものに限らず、フリッカの問題が発生しない範
囲で任意に設定しても良い。

【００５５】〈第３の実施形態〉本発明に係る第３の実
施形態である加熱体の概略構成を図５に示す。

【００５６】本実施形態では、大サイズ用発熱体ｈ１と
小サイズ用発熱体ｈ２の長手長さと幅長さの関係を適切
に設定したものである。

【００５７】２本の発熱体ｈｌ（長手長さＬ１、幅長さ
ｗ１）、ｈ２（長手長さＬ２、幅長さｗ２）の長手長さ
と、幅長さの関係が（ｗ２／ｗ１）／（Ｌ２／Ｌ１）≦
１の関係にあることを特徴としている。

【００５８】上記の関係にすることで、小サイズ発熱体
の抵抗値は大サイズ発熱体の抵抗値以上となるので、小
サイズ発熱体に通電する場合に、大サイズ発熱体を通電
するとき以上の電力は不要となり、電源制御装置を大型
化にする必要はなく、フリッカ現象も問題とならない。

【００５９】また通常発熱体はスクリーンを用いてペー
スト塗工し焼成し形成される。このとき発熱体の抵抗が
変化するので、ペースト塗工及び焼成を複数回行なう
と、発熱体の抵抗値を管理することが困難となってく
る。

【００６０】本形態によれば、複数の発熱体パターンを
同時に塗工し焼成することができるので、抵抗値の管理
が容易であり、抵抗値を適切に設定した小サイズ用発熱
体ｈ１及び大サイズ用発熱体ｈ２を形成することができ
る。そして、このような構成の加熱体を用いて被記録紙
の定着を行い、記録紙サイズに応じた発熱体を独立に駆
動することにより、非通紙部の過昇温を抑制しつつ、良
好な定着性を得ることができる。

【００６１】特に、大サイズ用発熱体幅ｗ１が小サイズ
用発熱体幅ｗ２と比べて広くなっているため、大サイズ
紙の定着を効率よくすることができる。また、小サイズ
用発熱体ｈ２を通電した場合にも小サイズ用発熱体全体
の抵抗が大サイズ用発熱体全体の抵抗と比較して高抵抗
となっているので、小サイズ用発熱体の電力を押さえる
ことができ、フリッカ等の電気ノイズの問題を防ぐこと
ができる。

【００６２】更に、該小サイズ用発熱体ｈ２の材料と大
サイズ用発熱体ｈ１の材料とを同一にでき、また、同時
に塗工及び焼成できるので、生産性の向上や、生産コス
トの削減に有利な加熱体を提供することができる。

【００６３】〈加熱装置例〉前述の第１〜３の実施形態
で示した加熱体Ｈを備えた加圧ローラ駆動型フィルム定
着器Ｒの具体例について説明する。

【００６４】図６（ａ）は、該定着器Ｒの概略断面図、
図６（ｂ）は正面（給紙側）から見た要部の概略図であ
る。同図において、記録紙（被加熱材）８上に形成され
たトナー９による画像は、離型性層４ａと耐熱性ゴム層
４ｂを有し、定着器下フレーム６’によって芯金４ｃを
支えられた加圧ローラ４と、定着上フレーム６に設けら
れた不図示の加圧手段で押え込まれた定着側の金属ステ
ー５との間で総圧４〜１５ｋｇｆ程度に加圧され界面に
作用する摩擦力により加圧ローラ４の回転と共にフィル
ムガイド部材を兼ねるヒータホルダー２に沿って回転搬
送される円筒形定着フィルム３とのニップ部ｎに定着入
り口ガイド７に沿って搬送され、定着フィルム３を介し
て加熱体Ｈによって加熱および加圧されて定着され、排
紙ガイド７’に沿って排出されて行く。本例装置におい
て、加熱体Ｈは絶縁基板１１の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２を
設けた面と反対側の面を記録紙８に熱エネルギーを付与
する面（加熱面）とし、該加熱面を記録紙８側（ニップ
ｎ側）に向けて保持された裏面加熱型のヒーターであ
る。

【００６５】定着フィルム３は、熱容量を小さくしてク
イックスタート性を向上するために、膜厚を１００μｍ
以下、より好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱
性、離型性、耐久性を兼ねたＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＰＳ
の単層フィルムか又は図示のようにポリイミド、ポリア
ミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等の基層フィルム３ｃ表
面に導電性プライマー層３ｂを挟んでＰＴＦＥ、ＰＦ
Ａ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる離型性層３ａをコー
ティングまたはチューブ形成した複合層フィルムで構成
されており、この３層構造の定着フィルムを用いる場合
には、図６（ｂ）に示すように、定着フィルム端部で導
電プライマー層を露出させた領域を設け、このプライマ
ー層表面の対向位置の加圧ローラ側端部に導電ゴムリン
グ４ｄが抵抗４ｅを介して加圧ローラ芯金４ｃに嵌め込
まれ、導電プライマー層に該導電ゴムリング４ｄを加圧
当接させることで、定着フィルムのプライマー層を抵抗
接地することを可能にし、これにより定着フィルム３の
電位を安定させ、記録材上の帯電トナー像への静電的な
悪影響を生じにくくさせるよう構成されている。

【００６６】なお、装置の高速化を図るため、モータを
パワーアップして加圧ローラ及び定着フィルムの回転速
度を上げるとともに、通過時間の短くなった紙に十分な
熱エネルギーを供給するように、定着温度を更に高く設
定したり、加圧ローラの加圧力を上げて加熱領域を広げ
ることや、ヒータ基板や定着フィルムの材質を熱伝導性
の高いものに替えること等の改良を行っても良い。

【００６７】〈画像形成装置例〉図７は、上記定着器Ｒ
を具備した画像形成装置の一例の概略構成図である。本
例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレー
ザービームプリンターである。

【００６８】Ｄは像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印の
時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって
回転駆動される。

【００６９】感光ドラムＤはその回転過程において１次
帯電器３２による所定の極性・電位Ｖ_D （暗部電位）の
一様帯電処理を受け、その帯電処理面にレーザースキャ
ナー３３による目的の画像情報に対応したレーザービー
ム走査露光Ｌを受ける。これにより回転感光ドラムＤ面
に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。

【００７０】レーザースキャナー３３は不図示のホスト
コンピューター等の外部装置から送られた目的の画像情
報信号（時系列電気デジタル画素信号）に対応して強度
変調したレーザー光を出力し、このレーザー光で回転感
光ドラムＤの一様帯電処理面を走査露光（ラスタ走査）
Ｌする。レーザー光の強度及び照射スポット径はプリン
ターの解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定さ
れている。

【００７１】回転感光ドラムＤの一様帯電処理面のレー
ザー光で照射された部分は電位減衰して明部電位Ｖ_L に
なり、そうでない部分は１次帯電器３２で帯電された暗
部電位Ｖ_D に保持されることによって静電潜像の形成が
なされる。

【００７２】回転感光ドラムＤ面に形成された静電潜像
は現像器３４によって順次現像される。現像器３４内の
トナー９はトナー供給回転体である現像スリーブ３４ａ
と現像ブレード３４ｂとによって、トナー層厚さ、トリ
ボを制御され、現像スリーブ３４ａ上に均一なトナー層
を形成する。現像ブレード３４ｂとしては通常金属製若
しくは樹脂製のものが用いられ、樹脂系のものは現像ス
リーブ３４ａに対して適正な当接圧をもって接してい
る。現像スリーブ３４ａ上に形成されたトナー層は現像
スリーブ３４ａ自身の回転にともない感光ドラムＤに対
向し、現像スリーブ３４ａに印加されている電圧Ｖ_dcと
感光ドラムＤの表面電位が形成する電界により明部電位
Ｖ_L の部分だけ選択的に顕像化する（反転現像）。

【００７３】回転感光ドラムＤ面に形成されたトナー像
は、感光ドラムＤと転写装置３５との対向部である転写
部位において、該転写部位に対して所定の制御タイミン
グにて給送された記録紙（転写材・被記録材）８に対し
て順次に転写される。転写装置３５としては図に示した
コロナ帯電器以外に、導電弾性回転体に電源から電流を
供給して記録紙に転写電荷を付与しながら搬送する転写
ローラー方式等がある。

【００７４】３７はプリンター内の下部に装着した給紙
カセットであり、記録紙８を積載収納させてある。この
給紙カセット３７内の記録紙８が給紙ローラー３８と分
離爪部材３９により１枚分離給送され、シートパス４
０、レジストローラー対４１、シートパス４２の経路で
転写部位へ所定の制御タイミングにて給送される。転写
部位にてトナー像の転写を受けた記録紙８は回転感光ド
ラムＤ面から順次に分離されて、像加熱装置としての定
着器Ｒへ導入されてトナー像の定着処理（加熱加圧によ
る永久固定画像化）を受け、シートパス４３、排紙ロー
ラー４４を経由して排紙トレイ４５に送り出される。

【００７５】一方、記録紙分離後の回転感光ドラムＤ面
はクリーニング装置３６により転写残りトナー等の付着
残留物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供さ
れる。

【００７６】（その他） ａ）加熱体Ｈに具備させる抵抗発熱体は２本に限らず３
本以上であってもよい。

【００７７】ｂ）絶縁基板１１は、窒化アルミに限ら
ず、酸化アルミニウム（アルミナ）や炭化珪素、その他
のセラミック材とすることもできる。

【００７８】ｃ）加圧部材９はローラーでなくともよ
い。例えばベルト部材にすることもできる。

【００７９】ｄ）本発明において加熱装置には、加熱定
着装置だけでなく、画像を担持した記録紙を加熱してつ
や等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱
装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネー
ト装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置が
含まれる。

【００８０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、非通紙部
の過昇温を押さえ、周囲の部材への熱的損傷を与えるこ
となく、発熱体をニップ内に配置することを容易とする
ことや、発熱領域の切り換え時の電力制御を容易とする
ことを可能とした加熱体、加熱装置及び画像形成装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施形態の概略構成図

【図２】 本発明に係る第１の実施形態を説明する為の
グラフ

【図３】 本発明に係る第２の実施形態の概略構成図

【図４】 本発明に係る第２の実施形態を説明する為の
グラフ

【図５】 本発明に係る第３の実施形態の概略構成図

【図６】 フィルム加熱方式の定着器の具体例を説明す
る図

【図７】 本発明の画像形成装置例の概略構成図

【図８】 比較例１の概略図

【図９】 比較例２の概略図

【図１０】 比較例３の概略図

【符号の説明】

２…ヒータホルダー ３…定着フィルム ３ａ…定着離型性層 ３ｂ…導電性プライマー層 ３ｃ…基層フィルム ４…加圧ローラ定着フィルム ４ａ…離型性層 ４ｂ…耐熱性ゴム層４ｃ…芯金 ４ｄ…導電ゴムリング ４ｅ…抵抗 ５…金属ステー ６…定着上フレーム ６’…定着下フレーム ７…定着入り口ガイド ７’…排紙ガイド ８…記録紙 ９…トナー ｎ…ニップ １１…基板 １２…ガラス ａ…電極 ｂ…電極 ｃ…電極 ｄ…電極 ｈ…発熱体 ｈ１…大サイズ用発熱体 ｈ２…小サイズ用発熱体 Ｈ…加熱体（ヒータ） Ｒ…加熱装置（定着器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴見 雅彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA03 AA24 BA27 BE03 CA48 3K058 AA71 AA88 BA18 CE02 CE13 CE22 CE25 CE32 DA22 DA25 3K092 PP18 QA05 QB02 QB32 QB52 QB53 QB62 QB76 RF03 RF17 RF22 SS12 TT30 VV18 VV21 VV25

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板と、該絶縁基板上にその長手方
   向に沿って設けられた複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…を
   有する加熱体において、該複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２
   …の長手長さを夫々Ｌ１，Ｌ２…、幅長さをｗ１，ｗ２
   …とし、該長手長さがＬ１＞Ｌ２…であるとき、該幅長
   さがｗ１＞ｗ２…の関係にあることを特徴とした加熱
   体。
2. 【請求項２】 前記複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…を同
   じ抵抗率の材料で形成したことを特徴とする請求項１記
   載の加熱体。
3. 【請求項３】 絶縁基板と、該絶縁基板上にその長手方
   向に沿って設けられた複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…を
   有する加熱体において、該複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２
   …の長手長さを夫々Ｌ１，Ｌ２…、単位長さあたりの抵
   抗値をｒ１，ｒ２…とし、該長手長さがＬ１＞Ｌ２…で
   あるとき、該単位長さあたりの抵抗値がｒ１＜ｒ２…の
   関係にあることを特徴とした加熱体。
4. 【請求項４】 前記複数の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…を同
   じ幅で形成したことを特徴とする請求項３記載の加熱
   体。
5. 【請求項５】 前記抵抗発熱体ｈ１，ｈ２…の抵抗率又
   は厚さを変えて前記単位長さあたりの抵抗値を設定した
   ことを特徴とする請求項３又は４記載の加熱体。
6. 【請求項６】 絶縁基板と、該絶縁基板上にその長手方
   向に沿って設けられた２本の抵抗発熱体ｈ１，ｈ２を有
   する加熱体において、該抵抗発熱体ｈ１，ｈ２の長手長
   さを夫々Ｌ１，Ｌ２、幅長さをｗ１，ｗ２とし、該長手
   長さがＬ１＞Ｌ２であるとき、 （ｗ２／ｗ１）≦（Ｌ２／Ｌ１） の関係にあることを特徴とした加熱体。
7. 【請求項７】 前記抵抗発熱体ｈ１，ｈ２を同じ抵抗率
   の材料で形成したことを特徴とする請求項６記載の加熱
   体。
8. 【請求項８】 前記絶縁基板が、窒化アルミニウムから
   なるセラミック基板であることを特徴とする請求項１乃
   至７の何れか１項に記載の加熱体。
9. 【請求項９】 前記抵抗発熱体が、前記絶縁基板の被加
   熱材に熱を付与する面と反対側の面に設けられているこ
   とを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の加
   熱体。
10. 【請求項１０】 被加熱材を加熱する加熱部材として、
    請求項１乃至９の何れか１項に記載の加熱体を備えたこ
    とを特徴とする加熱装置。
11. 【請求項１１】 加熱部材と、該加熱部材の被加熱材加
    熱面に接するフィルムを有し、該フィルムを介して加熱
    部材の熱エネルギーを被加熱材に付与する加熱装置にお
    いて、加熱部材が、請求項１乃至９の何れか１項に記載
    の加熱体であることを特徴とする加熱装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の加熱装置におい
    て、フィルムを挟んで加熱体とニップを形成する加圧部
    材を有することを特徴とする加熱装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０，１１又は１２に記載の加
    熱装置において、被加熱材が加熱処理すべき画像を担持
    した被記録材であることを特徴とする加熱装置。
14. 【請求項１４】 請求項１０乃至１３の何れか１つに記
    載の加熱装置を、被記録材上の画像を加熱処理する像加
    熱装置として有していることを特徴とする画像形成装
    置。